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砷化镓生长法

发布时间:2023-09-06 09:48:05

砷化镓生长法,属性是砷化镓,电阻率最高是可做到10MΩ·cm的材料。

砷化镓生长法

砷化镓生长法详细介绍

砷化镓生长法,属性是砷化镓,电阻率最高是可做到10MΩ·cm的材料。

砷化镓生长法简介

水平Bridgman方法和它的各种改进型,占据了GaAs生长的半数以上的市场。将固态的镓和砷原料装入一个熔融石英制的安瓿中,然后将其密封。多数情况下,安瓿包括一个容纳固体砷的独立腔室,它通过一个有限的孔径通向主腔,这个含砷的腔室可以提供维持化学配比所需的砷过压。安瓿安置在一个SiC制的炉管内,炉管责置于一个半圆形的,通常也是SiC制的槽上。然后炉管的加热炉体移动,并通过填料,开始生长过程。通常采取这种反过来的移动方式,而不是让填料移动通过炉体,是为了减少对晶体结晶的扰动。进行炉温的设置,使得填料完全出于炉体内时,能够完全熔化,这样,当炉体移过安瓿时,安瓿底部的熔融GaAs填料再结晶,形成一种独特的“D“形晶体。如果愿意,也可以安放籽晶,使之与熔料相接触。用这种方法生长的晶体直径一般是1-2in。要生长更大的晶体,需要在轴向上精确控制化学组分,而在径向上,需要精确控制温度梯度以获得低位错密度。Bridgman方法的特点是使用安瓿来盛装熔料,这就允许在很小的热梯度下进行晶体生长,进而得到缺陷密度低于10^3cm^-2的圆片。

垂直布里其曼法(VB法)

砷化镓生长法

垂直布里其曼法(VB法、坩埚下降法)可以说是一种生长GaAs 单晶的新方法,它综合水平布氏法和液封直拉法的优点,可直接生长出完整性好的圆形GaAs单晶;以及还有垂直梯度凝固法(VGF法)。此外通过计算机建立模型的方式实现砷化镓的工艺模拟,包括能对定向凝固法(DS法), VB法, VGF法的FEMAG/DS、FEMAG/VB等都有很好的解决方法。

砷化镓生长法疑难解析

由于安瓿与熔料间的直接接触面积大,因此难以得到高阻衬底,这是标准Bridgman法生长的难点。为克服这一困难,提出了多项技术,其中引用得最多的两种,是垂直Bridgman法和纵向梯度冷凝法,二者的基本思路都是将水平Bridgman设备竖起来。为使无效熔料体积减至最小,先将熔料盛放在通常是氮化硼制的舟中,然后再将舟密封在一个熔融石英制的安瓿中。可以多添加一些砷来维持化学组分。将安瓿放入炉中,声闻之略高于熔点,此生长速度限制在每小时几个毫米。一般说来,采用这些技术所获得的结果是,电阻率最高可做到10MΩ·cm的材料。近来,垂直Bridgman技术已扩展至4in圆片制造,甚至6in圆片方面取得的结果也是乐观的。

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